电动汽车及轮内电机驱动系统的制作方法

本发明涉及电动汽车，特别涉及电动汽车的轮内电机驱动系统。

背景技术：

随着电动汽车的发展，已经开发出轮内电机驱动系统。轮内电机驱动系统是在车轮中内置电机，能够对各个车轮进行独立控制，动力传动效率和响应性均较高，而且不需要传动轴和差动齿轮等部件。因此，轮内电机驱动系统不仅使车身设计自由度得以提高，而且能够加大车内空间。

图1显示了现有技术的轮内电机驱动系统的一个例子。如图1所示，轮内电机驱动系统包括与轮毂(未示出)相连的轮毂侧旋转部件100’，与车桥(未示出)相连的支撑轴200’，外壳300’，和壳体后盖400’。轮毂侧旋转部件100’与车轴固定地连接，其径向内侧安装有轮毂轴承(图中未示出)。支撑轴200’与轮毂侧旋转部件100’相耦接并通过减速器与电机转子的输出相连接，其外侧(图中左侧)连接到轮圈(图中未示出)。外壳300’与壳体后盖400’限定电机腔室1’以用于安装电机，外壳300’与支撑轴200’限定减速器腔室2’以用于安装减速器，减速器腔室2’内充有油以用于润滑减速器齿轮。壳体后盖400’与轮毂侧旋转部件100’也限定空间，用于安装轮制动器。在该轮内电机驱动系统中，在外壳300’与支撑轴200’之间设置有第一减速器油封20’和第二减速器油封40’，电机腔室1’和减速器腔室2’之间通过电机减速器油封50’密封，壳体后盖400’通过第一电机油封60’和第二电机油封70’与外壳300’密封连接。在图1中，第二电机油封70’为O形圈形式。

在上述轮内电机驱动系统的工作过程中，减速器腔室2’内的油气 压力由于热涨和冷缩而变化。为平衡减速器腔室2’内的气压以保护第一和第二减速器油封20’，40’以及电机减速器油封50’不受热疲劳，在外壳300’上靠近支撑轴200’处设有与减速器腔室2’相通的开口，开口内安装了通气阀10’。这样，当减速器腔室2’内的气压由于温度升高而过大时，气体可以通过通气阀10’排到外部。但是，当气压由于温度降低而减小时，减速器腔室2’内的气压无法保持平衡。

而且，在实际工况下，轮内电机驱动系统需要满足IP6以上的防水标准。在此情况下，整个轮子将被浸没到水中一段时间。当水面高于通风阀10’时，水会流入减速器腔室2’内，这将对第一和第二减速器油封20’，40’以及电机减速器油封50’造成损害并因此腐蚀减速器。

另外，电机腔室1’始终处于密封状态下，当温度升高时，电机腔室1’的内部压力将高于外部压力，从而对第一和第二电机油封60’，70’以及电机减速器油封50’产生压力，这迫使气体流入减速器腔室2’或流到外部，并且缩短第一和第二电机油封60’，70’以及电机减速器油封50’的使用寿命。另一方面，当温度突然降低时，电机腔室1’的外部压力将高于内部压力，从而对第一和第二电机油封60’，70’以及电机减速器油封50’产生压力，这会迫使外部的气体或水流入电机腔室1’，并且缩短第一和第二电机油封60’，70’以及电机减速器油封50’的使用寿命。

所有这些都会对轮内电机驱动系统造成损害。因此，存在对改进的轮内电机驱动系统的需要。

技术实现要素：

在第一方面，本发明提供一种轮内电机驱动系统，包括轮毂侧旋转部件，支撑轴，外壳和壳体后盖，轮毂侧旋转部件与轮毂相连，支撑轴与车桥相连，支撑轴与轮毂侧旋转部件相耦接。外壳与壳体后盖限定电机腔室以用于安装电机，外壳与支撑轴限定减速器腔室以用于安装减速器。与图1所示的现有技术的轮内电机驱动系统的不同在于， 本发明的轮内电机驱动系统还包括压力平衡装置，外壳上设有电机腔室开口和/或减速器腔室开口，所述压力平衡装置通过电机腔室开口和/或减速器腔室开口分别与对应腔室相通，气体能够从所述压力平衡装置分别进出对应腔室。

根据本发明，除电机腔室开口和/或减速器腔室开口之外，轮内电机驱动系统的其余部分都是密封的。

优选地，压力平衡装置安装在外壳上，以在工况下保持电机腔室和/或减速器腔室的压力平衡。

根据本发明的实施例，外壳的外表面上设有周向凹槽，所述压力平衡装置装配在所述周向凹槽内。优选地，所述压力平衡装置通过压条固定在所述周向凹槽内。

所述压力平衡装置构造为封闭的中空结构，例如类似自行车内胎的中空结构。优选地，所述压力平衡装置由可形变材料制成，例如由柔性橡胶材料制成。以此方式，气体可以自由流入流出电机腔室和/或减速器腔室。

优选地，所述压力平衡装置在初始状态下充有一定压力的气体。压力小于电机腔室和减速器腔室内的最大可能气压，可以根据减速器腔室和电机腔室内的气体从正常温度到最大温度的热膨胀来确定。

根据本发明的实施例，所述压力平衡装置包括彼此分离的电机压力平衡装置和减速器压力平衡装置，其分别与电机腔室开口和减速器腔室开口相通。优选地，所述电机压力平衡装置和减速器压力平衡装置分别构造为半环形。以此方式，电机压力平衡装置和减速器压力平衡装置可以单独进行设计，防止减速器腔室内的油气流入电机腔室。

根据本发明，电机压力平衡装置使电机腔室构成一个相对封闭的单元，这使电机腔室与外部相对隔离。同样，减速器压力平衡装置使减速器腔室构成一个相对封闭的单元，这使减速器腔室与外部相对隔离。而且，电机压力平衡装置能够确保电机腔室内的正常压力，而不管轮内电机驱动系统内的温度升高或降低。在没有内外压差的情况下，对电机油封的压缩要求降低，有效提高了电机油封的使用寿命。同样，减速器压力平衡装置能够确保减速器腔室内的正常压力，而不管轮内电机驱动系统内的温度升高或降低。在没有内外压差的情况下，对减速器油封的压缩要求降低，有效提高了减速器油封的使用寿命。

因此，电机压力平衡装置使电机空间(包括电机腔室和电机压力平衡装置)与外部相对隔离，保护电机腔室内的部件免受由于外部腐蚀而造成的损害。同样，减速器压力平衡装置使减速器空间(包括减速器腔室和减速器压力平衡装置)与外部相对隔离，保护减速器腔室内的部件免受由于外部腐蚀而造成的损害。

在第二方面，本发明提供一种电动汽车，其包括上述的轮内电机驱动系统。

本发明的轮内电机驱动系统具有以下优点。

1.可以单独设计电机压力平衡装置和减速器压力平衡装置，有效防止减速器腔室内的油气流入电机腔室而导致电机腐蚀损害。

2.电机压力平衡装置和减速器压力平衡装置无需改变已有轮内电机驱动系统的布局和安装布置，并且不会增加轮内电机驱动系统的轴向空间。

3.电机压力平衡装置和减速器压力平衡装置结构简单，成本低，容易安装和更换。

附图说明

本领域技术人员通过参照附图，通过下文例证性实施例的详细说明，将明白和理解本发明的这些和其它方面和优点。在图中：

图1是现有技术的不带压力平衡装置的轮内电机驱动系统的局部剖面图。

图2是本发明的带压力平衡装置的轮内电机驱动系统的平面视图。

图3是沿图2的Z2-Z2线的剖面图。

图4是沿图2的Z3-Z3线的剖面图。

附图标记列表

1’ 电机腔室

2’ 减速器腔室

10’ 通气阀

20’ 第一减速器油封

40’ 第二减速器油封

50’ 电机减速器油封

60’ 第一电机油封

70’ 第二电机油封

100’ 轮毂侧旋转部件

200’ 支撑轴

300’ 外壳

400’ 壳体后盖

1 电机腔室

2 减速器腔室

3 减速器压力平衡装置

4 电机压力平衡装置

5 电机腔室开口

6 减速器腔室开口

20 第一减速器油封

40 第二减速器油封

50 电机减速器油封

60 第一电机油封

70 第二电机油封

100 轮毂侧旋转部件

200 支撑轴

300 外壳

400 壳体后盖

具体实施方式

在下文例证性实施例的详细说明中，将参照图2-4描述本发明的各个特征和方面。

图2显示了根据本发明实施例的轮内电机驱动系统，其具有减速器压力平衡装置3和电机压力平衡装置4。两个压力平衡装置3和4均为由柔性橡胶制成的中空结构，与自行车内胎类似。在外壳300上设有电机腔室开口5和减速器腔室开口6，分别与电机腔室1和减速器腔室2相通。在本例中，压力平衡装置3和4均构造为半环形，外壳300的外表面上设有周向凹槽，以用于安装压力平衡装置3和4。

图3显示了沿图2的Z2-Z2线的剖面图，其中示出了减速器压力平衡装置3。如图3所示，轮内电机驱动系统包括与轮毂(未示出)相连的轮毂侧旋转部件100，与车桥(未示出)相连的支撑轴200，外壳300，和壳体后盖400。轮毂侧旋转部件100与车轴固定地连接，其径向内侧安装有轮毂轴承(图中未示出)。支撑轴200与轮毂侧旋转部件100相耦接并通过减速器与电机转子的输出相连接，其外侧(图中左侧)连接到轮圈(图中未示出)。外壳300与壳体后盖400限定电机腔室1以用于安装电机，外壳300与支撑轴200限定减速器腔室2以用于安装减速器，减速器腔室2内充有油以用于润滑减速器齿轮。 壳体后盖400与轮毂侧旋转部件100也限定空间，用于安装轮制动器。在该轮内电机驱动系统中，在外壳300与支撑轴200之间设置有第一减速器油封20和第二减速器油封40，电机腔室1和减速器腔室2之间通过电机减速器油封50密封，壳体后盖400通过第一电机油封60和第二电机油封70与外壳300密封连接。在本例中，第二电机油封70为O形圈形式。

在图3中，减速器腔室2与减速器压力平衡装置3通过减速器腔室开口6相通。减速器压力平衡装置3确保减速器腔室2与外部相对密封。在初始阶段，减速器压力平衡装置3内充有一定气压的气体，气压小于减速器腔室2内的最大可能气压且根据减速器腔室2内的气体从正常温度到最大温度的热膨胀来确定。当减速器腔室2内的温度升高时，气体热膨胀，并且减速器腔室2内的气体流动通过减速器腔室开口6到减速器压力平衡装置3，从而使减速器腔室2内的压力平衡(因为减速器压力平衡装置3由柔性材料制成，所以减速器压力平衡装置3的压力变化是可以忽略不计的)。另一方面，当减速器腔室2内的温度下降时，气体收缩，并且减速器压力平衡装置3内的气体流动通过减速器腔室开口6到减速器腔室2，从而使减速器腔室2内的压力平衡。

图4显示了沿图2的Z3-Z3线的剖面图，其中示出了电机压力平衡装置4。

在图4中，电机腔室1与电机压力平衡装置4通过电机腔室开口5相通。电机压力平衡装置4确保电机腔室1与外部相对密封。类似的，在初始阶段，电机压力平衡装置4内充有一定气压的气体，气压小于电机腔室1内的最大可能气压且根据电机腔室1内的气体从正常温度到最大温度的热膨胀来确定。当电机腔室1内的温度升高时，气体热膨胀，并且电机腔室1内的气体流动通过电机腔室开口5到电机压力平衡装置4，从而使电机腔室1内的压力平衡(因为电机压力平衡装置 4由柔性材料制成，所以电机压力平衡装置4的压力变化是可以忽略不计的)。另一方面，当电机腔室1内的温度下降时，气体收缩，并且电机压力平衡装置4内的气体流动通过电机腔室开口5到电机腔室1，从而使电机腔室1内的压力平衡。

上面参考例证性实施例描述了本发明。但是，通过阅读和理解本发明的说明书和附图，本领域技术人员可以想到其它变型和替换。因此，本发明不限于以上描述的实施例，而是可以在权利要求书的范围内对本发明作出修改和变化。本发明的意图是包含所有这些变型和替换，它们均落入附权利要求书及其等同物的范围内。